Фамилия Ильтякова образована от мужского варианта Ильтяков и относится к распространенному типу русских фамилий на -ов/-ев. Основа здесь — прозвище или неканоническое имя Ильтяк. Скорее всего, это производная форма от крестильного имени Илья (древнееврейское Элияху — «мой Бог — Яхве»). Суффикс -як в русской ономастике часто придавал именам уменьшительно-ласкательный или пренебрежительный оттенок, а также указывал на принадлежность к чему-либо: Илья → Ильтяк (как Степан → Степаняк, Петр → Петряк). Таким образом, Ильтяк — это «маленький Илья» или «сын Ильи».

Географически фамилия редкая и локальная. Основной ареал ее бытования — юг Западной Сибири, в частности Алтайский край и Кемеровская область. Это позволяет предположить, что фамилия закрепилась в среде крестьян-старожилов, переселившихся в Сибирь в XVIII–XIX веках. В центральных и северных регионах России она почти не встречается, что делает ее хорошим маркером сибирского происхождения рода.

Словообразовательная модель проста: прозвище Ильтяк + патронимический суффикс -ов (чей? — Ильтяков) с последующим наращением -а для женской формы. Важно, что в говорах Сибири суффикс -як мог также использоваться для обозначения человека по характерному признаку — например, «ильтяк» могло быть прозвищем человека, чем-то напоминающего Илью (ростом, поведением или профессией). Однако в данном случае вероятнее именно производное от имени, так как фамилия не имеет дополнительной семантической нагрузки.

В отличие от фамилий на -ин (типа Ильин), которые прямо указывают на отца (Илья → Ильин), форма Ильтяков прошла через дополнительную ступень прозвища. Это говорит о том, что предок носителя фамилии звался не просто Илья, а именно Ильтяком — в документах или быту. Такие фамилии часто возникали в среде, где было много Ильей, и прозвище помогало различить людей.

Сословно Ильтяковы, судя по ареалу и модели, — скорее всего, потомки государственных или экономических крестьян, а не дворянства. В списках сибирских крестьян XIX века фамилия фиксируется, но не входит в число массовых.